На дизельных автомобилях есть один компонент, который многие владельцы считают совершенно ненужным. Они говорят, что это не приносит ничего, кроме вреда — подавляет мощность и разрушает устойчивость двигателя. Спрос рождает предложение, поэтому существует множество небольших контор, которые занимаются вывозом этих устройств. Вы, конечно, поняли, что речь идет о каталитических сажевых фильтрах. Только наивное желание исправить заводских строителей и увеличить отдачу двигателя, вырезав сажевый фильтр и уменьшив сопротивление выхлопной магистрали, может обернуться серьезными проблемами.
Что такое сажевый фильтр
Итак, давайте поговорим о сажевом фильтре, и мы обсудим это устройство на примере коммерческих автомобилей Volkswagen. Прежде всего, важно понять смысл и физику этого устройства. По сути, это то же самое, что воздушный или топливный фильтр, т.е. условно непроницаемая коробка для твердых частиц, имеющая множество маленьких калиброванных отверстий, через которые газы проходят свободно, а твердые частицы размером больше пор фильтра — нет. Его задача — улавливать твердые частицы, отсеивать их и удерживать. Но в отличие от масляных и воздушных фильтров, он имеет регенеративную функцию, поскольку твердые частицы в продуктах сгорания углеводородов представляют собой углерод в виде сажи — аморфного твердого вещества. А раз так, то этот углерод можно сжечь, превратив его в газообразные оксиды углерода, CO2 и CO. Лучше, конечно, в углекислый газ CO2, чем CO, потому что угарный газ токсичен.
Задача кажется довольно простой: мы собираем сажу, она забивает фильтр, снижая его эффективность и мешая работе двигателя, а затем мы ее сжигаем. Сажа превращается в выхлопные газы, которые вылетают вместе с другими выхлопами. Проблема, однако, заключается в том, что не все сжигается. Остаются соединения других элементов, или то, что называется золой. Именно эта зола забивает поры фильтра. То есть, первым фактором, влияющим на здоровье и нормальную работу сажевого фильтра, является зольность самого топлива, а также состав масла и прочность двигателя, прежде всего его масляной системы, так как часть масла попадает в цилиндры и сгорает вместе с дизелем.
Почему выходит из строя сажевый фильтр
Еще одним фактором, приводящим к поломке, являются большие колебания температуры. Не секрет, что фильтр в фазе накопления сажи имеет температуру 200-500 градусов. Это зависит от того, как эксплуатируется автомобиль. Например, при высоком давлении выхлопных газов (т.е. на высоких оборотах) сажа прогорает через фильтр, и это нормально. Но на коротких дистанциях, в оживленном городском движении, этот режим не возникает, сажа не сгорает сама по себе, а сажевый фильтр переполняется. Затем начинается процесс обжига — искусственный огонь, который повышает температуру фильтра до 700-800 градусов, чтобы очистить его. Решение о начале сгорания принимается мозгом автомобиля самостоятельно, как только датчики определяют увеличение разницы давления. Оказалось, что существует серьезная разница температур: 200 градусов во время фазы накопления и 800 во время горения.
И все бы ничего, но процесс принудительного выгорания часто провоцируется постоянным использованием в городских пробках, а возникающая разница температур приводит к постоянным циклам теплового сжатия и расширения узла, а это прямой путь к развитию усталостного износа. Со временем может начаться механический износ фильтра: он начнет отслаиваться, разлагаться, выдуваться….. Поэтому очень важно хотя бы периодически использовать автомобиль в поездках за город на достаточно высоких скоростях, 70-80 км/ч и выше. Это необходимо для того, чтобы регенерация не начиналась в режиме городского цикла, а происходила непрерывно в режиме движения. Если вы выедете на автостраду и будете ехать на приличной скорости, нагар сгорит без каких-либо негативных последствий.
Регенерация
И самое главное о регенерации: не пытайтесь спать или ждать в машине с работающим двигателем зимой. Автомобиль работает на холостом ходу, нагрузки нет, а сажа образуется довольно интенсивно, и естественное сгорание невозможно. И если автомобиль регулярно эксплуатируется таким образом, сажевый фильтр может преждевременно выйти из строя из-за очень частых циклов регенерации. Если работа в таких режимах неизбежна — ну, как в случае с заводскими VIP-персонами, которые дежурят в Шереметьево и должны быть обогреты в течение 24 часов — все же стоит установить штатный отопитель типа «Webasto», чтобы избежать подобных ситуаций, а еще лучше — заказать его установку прямо на заводе при покупке нового автомобиля. Он долго сохраняет тепло в салоне и не влияет на работу сажевого фильтра.
Признаки ранних проблем с сажевым фильтром могут быть обнаружены во время планового технического обслуживания. На самом деле, такая диагностика не входит в стандартный план обслуживания, но в случае каких-либо жалоб со стороны клиента, например, слишком частого включения режима горения, мы можем посмотреть на количество золы, накопившейся в сажевом фильтре, и проанализировать его поведение: как часто запускаются циклы регенерации. Современные системы управления способны это делать. Вся операция занимает 10-15 минут. Чтобы узнать количество накопленной золы, достаточно подключить систему, поскольку данные, собранные во время цикла регенерации, анализируются сложной математической моделью, и вы всегда можете рассчитать количество того, что не было сожжено. Если вы знаете перепад давления в выхлопной системе и имеете справочные данные, это не слишком сложно.
Причины поломки сот сажевого фильтра
Есть и другой фактор. Если сжигание не проводилось регулярно в естественном автоматическом режиме, блок управления включает дополнительный впрыск при срабатывании принудительной регенерации. Топливо не сгорает в цилиндре, но должно сгореть в сажевом фильтре, чтобы повысить его температуру. Цилиндро-поршневая группа сконструирована таким образом, что часть этого топлива попадает в масло, и это абсолютно нормально. Водитель может даже не заметить этого, так как в масляный картер попадает от 100 до 300 мл топлива. При нормальной работе он испаряется, проходит через систему вентиляции картера в выхлопную систему и сгорает там.
Но если сажевый фильтр забит сажей примерно на 80%, а его пропускная способность составляет соответственно 20% от номинальной, фильтр начинает очень быстро заполняться сажей и так же быстро прогорает. Количество циклов сгорания увеличивается как минимум в 5 раз. Если автомобиль продолжает движение в пробках, не обращая внимания на этот процесс, топливо не успевает испаряться, что снижает вязкость масла, ухудшает его смазывающие свойства и в конечном итоге приводит к падению давления масла со всеми вытекающими последствиями.
Если человек вовремя обратится к квалифицированному специалисту, головка блока цилиндров с распредвалами, скорее всего, останется жива. Но в любом случае масляный насос и сажевый фильтр придется заменить. А если владелец откладывает визит в сервисный центр, он может приехать туда уже с заусенцами на коленчатом валу.
Итак, первым фактором, влияющим на здоровье сажевого фильтра, является зола, вторым — тяжелый и неблагоприятный режим движения, а третьим — привычки вождения. На самом деле, водитель должен хотя бы немного знать свой автомобиль. Таким образом, сажевый фильтр может иметь температуру до 700 градусов. Поэтому общее правило гласит: не ныряйте в лужи и не пытайтесь перейти брод после загруженной работы. Я часто слышу от вполне взрослых мужчин, которым приходилось ездить по грязи, что они специально проезжают по лужам на скорости, чтобы «очистить днище». Мало того, пластиковые накладки могут быть оторваны гидроударом. Представьте, что вода попадает в утюг, нагретый до багрово-красного цвета, с керамикой внутри. И это не холодный воздух, а вода с ее огромной теплоемкостью! Происходит немедленное рассеивание тепла и деформация корпуса, а внутренний керамический фильтр в сборе начинает трескаться. И даже если деталь не раскалывается пополам, в блоке появляются микротрещины из-за резкого перепада температур.
Как определить что сажевый фильтр не вышел из строя
В общем, эмпирическое правило простое: если вы собираетесь проехать по воде, будь то лужа, брод или болото, проверьте, работает ли фильтр в режиме сгорания. Это можно определить, в частности, по косвенным признакам, например, если блок управления самостоятельно повышает обороты, то, скорее всего, активирован режим форсажа. А если вы только что ехали на высокой скорости, сажевый фильтр и каталитический нейтрализатор наверняка покраснели. А если вы сразу же бросите машину через лужи, то это немедленно приведет к разрушению фильтров. Вы будете ездить легко и через 500-1000 км у вас начнутся проблемы. Вы придете на службу и зададите сакраментальные вопросы: «Почему все это случилось со мной и почему это случилось со мной?».
А все потому, что автомобиль — это сложное техническое устройство, которое, конечно, имеет «защиту от дурака», но и у него есть пределы, за которые лучше не выходить, иначе в итоге вы понесете очень серьезные финансовые потери.
Почему сажевый фильтр стоит так дорого, более 120 000 рублей, и за что вы должны платить такие деньги? Вот почему. Корпус фильтра, конечно, представляет собой просто кувшин для сбора воды, но в нем содержится трехкомпонентный нейтрализатор. А если сажевый фильтр поставляется в собранном виде, то он содержит большое количество драгоценных металлов, в первую очередь платины и металлов платиновой группы, которые служат катализаторами. Идея проста: чтобы процесс протекал быстро и эффективно, необходим химический элемент, в присутствии которого химические реакции ускоряются. Именно содержание этих редких и дорогих элементов делает фильтр таким сокровищем, поэтому он так дорого стоит. Даже содержимое поврежденных сажевых фильтров скупается магазинами драгоценных металлов по цене от 6 до 10 тысяч рублей.
Но, возможно, в таком случае лучше просто удалить фильтр? Конечно, это не совсем законно, но всегда найдутся люди, готовые выйти за рамки закона. Вот только слишком часто они сталкиваются с проблемами. Вырезаете сажевый фильтр, и количество твердых частиц в выхлопе увеличивается на порядки. Сегодня вы можете пройти техосмотр с отсутствующим сажевым фильтром — приехать, получить штраф и уйти довольным. Вот только это может оказаться недолговечным: в конце концов, мы движемся в сторону повышения автомобильной культуры и ужесточения экологических требований, так что, возможно, все закончится, как в Европе: полиция будет останавливать автомобили, которые им не нравятся по какой-либо причине, засовывать в дымоход измеритель выхлопных газов и выписывать штрафы. Это, конечно, перспектива, но вполне реальная…..
Запахи сажевого фильтра
Претензии со стороны регулирующих органов, конечно, неприятны, но не это главное. Я просто впадаю в ступор, когда кто-то говорит мне об этом: «Я удалил сажевый фильтр, и двигатель начал дышать». Дышал не двигатель, а владелец автомобиля и его пассажиры, которые дышали угарным газом, оксидами азота, сажей — словом, всем тем мусором, который выходит из выхлопной трубы. Удаляя каталитический нейтрализатор, водитель наносит вред себе, своему здоровью и своим близким. Ведь выхлопные газы полны очень опасных и высокоактивных химических веществ. Автопроизводитель всеми силами старается защитить водителя, его семью и детей, всех, кто его окружает, а он, видимо, «дышит». Сотрудники СТО тоже чувствуют это: если в мастерскую поступает автомобиль без каталитического нейтрализатора, все вокруг начинают кашлять, чихать и у них слезятся глаза.
Но помимо юридических и медицинских рисков, человек, решивший оснастить свой автомобиль сажевым фильтром, будет подвержен и техническим рискам. Дело в том, что в Европе всего три разработчика электронных систем управления двигателем: Bosch, Delphi и Siemens. Это огромные корпорации, в которых большие команды ученых и инженеров создают сложные математические модели, в соответствии с которыми происходит управление двигателем.
Эти модели подробно описывают весь процесс сгорания топлива в дизельных двигателях, вплоть до кончика выхлопной трубы, и работа алгоритмов настолько сложна, насколько можно себе представить. Но эти алгоритмы должны быть перенастроены таким образом, чтобы автомобиль с отключенным сажевым фильтром мог работать нормально, поскольку ни Bosch, ни Delphi, ни Siemens не производят продукцию, предназначенную для работы двигателя без сажевого фильтра.
Поэтому человеку, решившему удалить сажевый фильтр из своего автомобиля, придется искать место, где проведут чип-тюнинг, то есть внесут изменения в математическую модель Bosch. И казалось бы, проблемы нет: почти на каждой шиномонтажной мастерской есть вывеска: «Делаем чип-тюнинг, подключаем, так-то и так-то». Но представьте себе ситуацию, когда каждая шиномонтажная мастерская предлагает починить операционную систему вашего смартфона или ноутбука. Ну, один человек не может быть лучше, чем огромные группы высокотехнологичных специалистов, которые годами работают над этими решениями и вкладывают в них огромное количество труда.
Перепрошивка для сажевого фильтра
Тем не менее, время от времени появляется вымышленная Вася и заявляет: «Я могу улучшить алгоритм, чтобы не было ущерба ресурсам машины и в целом все было хорошо». Согласитесь, «Вася» заходит в программу, что-то в ней меняет, часто не понимая, что он на самом деле сделал или изменил. Потому что математическая модель там настолько сложная, что нужно быть настоящим математиком с большим опытом, чтобы понять, как это все работает. В результате они записывают в ЭБУ двигателя вашего автомобиля непонятную программу, алгоритмы которой никем не корректируются и имеют неизвестную эффективность.
Стоит признать, что у нас есть специалисты, способные выполнить программы тюнинга и приблизиться к так называемому «нейтральному результату»: сажевый фильтр как бы отключается, ресурс не сокращается, а управляемость сохраняется. Проблема, однако, заключается в том, что таких специалистов в стране на самом деле очень мало, и до них добирается в лучшем случае один из десяти владельцев. Остальные попадают в руки «шиномонтажников», которых нельзя назвать экспертами. Те, кто платит деньги, не понимают, что такой подход подобен вызову шамана и операции на мозге человека. Результат таков: они сделали чип-тюнинг, удалили фильтр, машина вроде бы работает, но через два-три года начинает просто разваливаться. Поршни ломаются из-за неправильного количества топлива и топливной смеси, коробка передач DSG вылетает….. Некому задавать вопросы.
Один из сервисных техников Volkswagen сообщил, что к ним регулярно обращаются владельцы автомобилей с просьбой восстановить заводскую прошивку: «Мы спрашиваем, почему бы вам не обратиться туда, где вы делали прошивку? Они говорят: мы нашли объявление на Avito, приехал человек со скутером, сделал чип-тюнинг и уехал. Где теперь искать его и его скутер? Телефон больше не отвечает, SIM-карта не работает…».
В то же время на «Алиэкспресс» продается ряд инструментов, позволяющих считывать данные с ЭБУ двигателя, и в Интернете есть программное обеспечение, позволяющее редактировать программы ЭБУ двигателя с помощью этих инструментов, то есть считывать оригинальную программу, вносить изменения, упаковывать их и прошивать обратно в блок. И непонятно, в чьих руках находился программист: нормального специалиста, неумелого или просто мошенника, одержимого одним желанием заработать легкие деньги. В результате жертвы собственной глупости либо молчат об этом, либо быстро избавляются от своих машин при первой же возможности.
Алгоритмы работы сажевого фильтра
В целом, неквалифицированное вмешательство в заводские алгоритмы является фактором номер один и источником проблем. Поэтому компетентные чипмейкеры четко понимают, что 90% программных продуктов, изменяющих программы управления, являются либо фальшивыми, либо сырыми. И что вероятность хорошего исхода от вмешательства в алгоритмы программ даже не 50/50, а 20-80, более того, 80 — это риск того, что в долгосрочной перспективе все будет не очень хорошо, и только 20 — что все будет «более-менее».
Остается только присоединиться к призыву «заботиться о сажевом фильтре в раннем возрасте», тем более что для сохранения его технического здоровья на долгие годы достаточно соблюдать несколько простых правил, вовремя обслуживать автомобиль (желательно в авторизованных сервисных центрах), использовать рекомендованные масла и запасные части. Тогда и услуги непонятных мастеров чип-тюнинга не понадобятся, и коммерческие автомобили Volkswagen подтвердят свою надежность и долговечность, и бюджет не пострадает.
Источник: kolesa.ru
